岩石的物理力学性质上岩石力学.ppt

摩擦强度?tg?Mar,2007*第2章岩石的物理力学性质滑动摩擦??NT颗粒破碎与重排列咬合摩擦引起的剪胀颗粒的破碎与重排列logo粘聚强度机理静电引力（库仑力）范德华力颗粒间胶结假粘聚力（毛细力等）+PSTAc粘聚力?内摩擦角?f：抗剪强度?tg?：摩擦强度-正比于压力?c：粘聚强度-与所受压力无关固定滑裂面一般应力状态如何判断是否破坏？借助于莫尔圆第2章岩石的物理力学性质Mar,2007*==三维应力状态二维应力状态??O?z+?zx-?xz?x2??1?3rR+-?1?大主应力：小主应力:圆心：半径：σz按顺时针方向旋转ασx按顺时针方向旋转α莫尔圆：代表一个单元的应力状态；圆周上一点代表一个面上的两个应力?与?有一对面上的应力状态达到?=?f强度包线：所有达到极限平衡状态的莫尔园的公切线。???ffrostresistance岩石在荷载作用下破坏时所承受的最大荷载应力称为岩石的强度。岩石的强度取决定于很多因素，岩石结构、风化程度、水、温度、围压大小、各向异性等都影响岩石的强度。岩石的力学性质是物理性质的延伸万能材料试验机1.单轴抗压强度岩石单轴抗压强度就是岩石试件在单轴压力作用下(无围压，只在轴向加压力)所能承受的最大压应力。单轴抗压强度等于达到破坏时最大轴向压力除以试件的横截面积，即圆柱形试件：φ4.8－5.2cm，高H=（2－2.5)φ长方体试件：边长L=4.8－5.2cm,高H=（2－2.5)L试件两端不平度0.5mm；尺寸误差±0.3mm；两端面垂直于轴线±0.25o试件标准：compressivestrength岩石的抗压强度试验（1）承压板端部的摩擦力及其刚度（加垫块的依据）（2）试件的形状和尺寸形状：圆形试件不易产生应力集中，好加工尺寸：大于矿物颗粒的10倍；φ50的依据高径比：研究表明；h/d≥(2－3)较合理（3）加载速度加载速度越大，表现强度越高我国规定加载速度为0.5~1.0MPa/s（4）环境含水量：含水量越大强度越低；岩石越软越明显，对泥岩、粘土等软弱岩体，干燥强度是饱和强度的2－3倍。温度：温度增加，岩石强度降低。破坏形态是表现破坏机理的重要特征，其主要影响因素：应力状态试验条件单轴压力作用下试件的劈裂；单斜面剪切破坏；多个共轭斜面剪切破坏岩石名称抗压强度（MPa）岩石名称抗压强度（MPa）岩石名称抗压强度（MPa）辉长岩180~300辉绿岩200~350页岩10~100花岗岩100~250玄武岩150~300砂岩20~200流纹岩180~300石英岩150~350砾岩10~150闪长岩100~250大理岩100~250板岩60~200安山岩100~250片麻岩50~200千枚岩、片岩10~100白云岩80~250灰岩20~200??常规三轴压力试验是使圆柱体试件周边受到均匀压力（），而轴向则用压力机加载（）。三轴压力试验测得的岩石强度和围压关系很大，岩石抗压强度随围压的增加而提高。通常岩石类脆性材料随围压的增加而具有延性。100T大型动静三轴试验机拉断破坏；(b)剪断破坏；(c)塑性破坏真三轴压力试验加载是使试件成为的应力状态。真三轴压力试验可得到许多不同应力路径下的力学结果，可为岩石力学理论研究提供较多的资料。但是真三轴试验装置复杂，试件六面均可受到加压引起的摩擦力，影响试验结果，故较少进行该类试验。岩石的抗剪强度是岩石抵抗剪切破坏的极限能力，它是岩石力学中重要指标之一，常以内聚力和内摩擦角这两个抗剪参数表示。直接剪切试验岩石剪力仪shearstrength图2-5抗剪强度与正应力的关系内摩擦角（°）Mar,2007*第2章岩石的物理力学性质常见岩石的剪切强度岩石名称内聚力（MPa）岩石名称内摩擦角（°）内聚力（MPa）辉长岩50~5510~50花岗岩45~6014~5